PDF《交直流混联系统连锁故障搜索模型及故障关联分析》

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a e p s - i n f o . c o m 交直流混联系统连锁故障搜索模型及故障关联分析 李文博,朱元振,刘玉田 ( 电网智能化调度与控制教育部重点实验室( 山东大学) ,山东省济南市

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6 1 ) 摘要:随着大规模直流输电系统的相继投运, 交直流耦合问题突出, 连锁故障的风险加剧.首先, 针对交直流混联系统建立了一种用于故障快速筛选的事故链搜索模型.该模型包括交流侧故障搜 索模型和直流故障判断环节两部分: 前者计及了支路对直流运行的影响度和结构重要度, 并形成停 运概率初筛后风险优先的搜索策略;

后者将交流系统中短路故障开断和无故障跳闸开断区分开, 分 别考虑与直流系统的关联情况.其次, 提出了一种考虑项序和事务权重的 A p r i o r i算法进行故障 关联分析, 筛选出威胁系统安全的强关联规则.仿真结果表明, 所提方法能高效搜索出直流退出运 行的故障演化路径, 并有效识别危及系统安全的强关联规则. 关键词:交直流混联系统;

连锁故障;

事故链;

故障关联分析 收稿日期:

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修回日期:

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1 2. 上网日期:

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2 7. 国家重点研发计划资 助项目(

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国家电网公司科技项目( S G J S

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0 ) .

0 引言 近年来, 世界范围内发生了多起连锁故障导致 的大停电 事故, 激发了对连锁故障传播机理的研究[

1 - 2] .目前, 针对连锁故障的研究多集中在纯交流 系统, 且主要分为两类: 第1类基于复杂系统理论[

3 - 4] 和复杂网络理论[

5 -

7 ] , 从宏观角度探究连锁故 障的演化机理和影响因素, 无法反映系统所面临的 具体风险;

第2类基于电力系统分析理论, 以模式搜 索技术研究贴近实际的连锁故障演化过程.例如: 文献[

8 ] 提出一种计及关键线路影响的连锁故障事 故链搜索策略, 探究了关键线路对连锁故障发展的 影响程度;

文献[

9 ] 基于渗流理论构建了支路停运概 率指标, 并以此为依据进行后续故障搜索;

文献[

1 0 ] 建立了一种基于多时间尺度的连锁故障演化模型, 采用3层计算结构处理3种时间尺度的关系, 进而 得到连锁故障演化路径. 随着中国大规模直流输电系统的相继投运, 交 直流耦合问题突出.若交流侧发生连锁故障, 易蔓 延至直流系统导致其闭锁退出运行, 引发更大规模 的潮流转移和功率不平衡, 加剧大停电事故的风险. 在电力系统运行中, 调度部门需对系统所面临的连 锁故障风险做出及时预警, 连锁故障是一类特殊的 N- k 故障, 若对每个可能发生的故障组合逐一计 算, 将无法满足在线运行的要求.因此, 有必要针对 交直流混联系统进行潜在故障演化路径的快速搜 索、 筛选与分析, 筛得高风险故障路径和强关联故障 环节进行后续的精确评估和预警. 在交直流连锁故障方面, 文献[

1 1] 利用 P S S / E 仿真软件建立了一种交直流连锁故障动态仿真模 型, 考虑了保护及控制响应的概率动作特性, 但采用 动态仿真及蒙特卡洛随机算法, 耗时长, 难以实现高 风险演化路径的快速搜索;

文献[

1 2] 提出一种多直 流馈入系统大停电故障集的构建方法, 引入动态潮 流算法, 但故障搜索过程中缺少对故障概率的考量;